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天生的绿色建筑:气膜建筑撑起一片节能蓝天

   日期:2014-02-18     浏览:869    
核心提示:走近朝阳公园网球馆,便看到三个像白色气球似的建筑卧在露天球场边,这就是北京某公司建设的气膜网球馆和气膜羽毛球馆。三九严寒
    走近朝阳公园网球馆,便看到三个像白色气球似的建筑卧在露天球场边,这就是北京某公司建设的气膜网球馆和气膜羽毛球馆。三九严寒天气,室外雾霾深重,灰茫一片,露天场地上找不到一个打球的人。但是进入到气膜球馆内,顿时感到温暖舒适,空气清新,视野明亮,击球声、说笑声伴随着运动的身影,整个空间充满活力。

    该公司副总介绍说:“北京在奥运会之前有过一个统计,室外网球场每年使用时间只有96天左右,还没算上雾霾的影响,仅仅受气温气候影响。”朝阳公园希望能建设室内场馆来提高场地的利用率,但由于属于公园用地无法建造场馆,于是发现了气膜建筑的形式,非常方便。气膜建筑不仅搭建快捷,还可以方便地拆除收起,再重复使用到别的空地上,而且球馆内环境非常舒适,温湿度、空气质量都可以人工控制,以达到最理想的状态。于是2006年在朝阳公园建成的气膜网球馆就成了约顿公司的第一个项目,也是我国第一个现代化气膜建筑。

气膜不是搭帐篷
    看起来像是一个大气球,又像是充气的帐篷,气模建筑到底是怎样搭建、怎样工作的呢?按照该公司给出的定义:气膜建筑系统是一种“采用优质的建筑纤维膜材作为建筑“外壳”,通过室内外的气压差将“外壳”支撑起来,形成建筑物主体,室内无需任何框架与梁柱支撑的一种建筑形式。气模建筑通过配备一套智能化的机电设备在内部提供空气正压,把建筑主体支撑起来,并且还包括照明系统、门禁系统、空气过滤系统等。

    20世纪60年代,世界上第一个气膜建筑在北美建成后,全世界已经建设有数千个气膜建筑,并且大多都一直在使用,有的使用时间已超过30年。虽然看起来像是吹起的大气球,但是气膜建筑绝不是搭帐篷那么简单,它是符合规范的永久建筑。进入朝阳公园气膜网球馆内时,我们通过了一个双层气压控制的门禁系统。该副总介绍,这是公司具有专利设计的门禁系统,“这个门刚打开时会感觉有一点儿压力,就像飞机起飞时的那种感觉,这是因为室内外有250~500帕压差,通过互锁门禁系统,人进出时不会影响室内气压,也减少了气压对人体的冲击。”当记者从球馆侧面逃生门直接出去时,强大的气流一下子就把人推了出去,简直像是高空跳伞时打开机舱门的冲击,绝不是互锁门禁的平稳效果。增加这几百帕气压会不会让处于其中的人感到不适呢?其实这仅仅相当于正常建筑1层与9层的气压差,不仅不会对人体有任何不良影响,而且随着大气压升高,空气中的含氧量也在递增,反而有助于人们从事运动活动或体力工作。

    在气膜场馆内,空气的湿度、温度都经过精确的控制,处在最适宜人体活动的条件下。“我们对场馆内空气质量的设置都有很高的要求,通过风的循环过滤保证空气含氧量和洁净度,二氧化碳、甲醛、PM2.5以及温度、湿度都是时时监控的。”该副总说。在场馆外侧是建筑的“心脏”,这个设备负责维持室内的压力,往里面输送新风、过滤空气,在冬天时由锅炉燃烧天然气供暖,夏天则由电机来制冷。这套设备保证了气流的正常运行和建筑的平稳安全。在气膜这个看似简单的概念里,还有很多悉心的设计应对不同需求。比如作为球场,灯光照明时需要不影响打球人的视野。这里光源出来先照到灯罩,然后灯罩再反射到膜,再反射下来,通过二次反射,整个场馆完全没有眩光、没有阴影。另外逃生门的设计也具有专利。由于有压差,逃生门必须设计得容易推开,即使小孩子用点力气也能把门打开;但是门开了不能关不上,还要有回弹装置;最后就是要保证密闭性,这对气膜建筑是最根本的要求。

    该副总说:“我们现在有8项专利技术,还有11项专利正在申请中。公司每年都有新的设计,涉及各个细节。”这真的是一种用心在做的建筑形式,并且改变着大众对于建筑的理解和体验。在朝阳网球馆的一次客户调查中,大家对气膜馆最多的评价是:“这里打球舒服。”

天生的绿色建筑
    2012年,北京的雾霾开始受到大众关注。北京德威国际学校委托该公司建设综合运动馆时希望能加装PM2.5过滤装置。公司结合气膜建筑室内微正压、室外污染空气无法进入的特点,加装了空气过滤装置,使得运动馆内PM2.5值常年保持在0~10,空气质量非常好。后来学校董事会通过决议,所有学生的运动项目都必须在综合运动馆内进行,让师生在一片洁净的天空下无忧地锻炼。这是第一个对PM2.5进行过滤的气膜建筑,现在这项技术已经在行业中推广开来,成为一个通用的功能。

    气膜建筑自身完全密闭的特性,让它具有节能、洁净的功能,是天生的绿色建筑。“这里一年有2/3的日子需要20小时不停地开空调或者暖气,但是能耗低得真能吓你一跳。”该副总说。以朝阳公园网球馆为例,其占地面积4000平方米,有6块网球场地,一年的能耗在30万元,只相当于普通建筑的1/3。在清华大学建造的气膜乒羽馆,近2000平方米的场馆平均每月能耗仅1万元。节能效果主要是基于气膜建筑的保温性和气闭性。首先,常规建筑有门窗,与外界的空气交换就很多;气膜建筑由于气闭性好,与外界气体交换少,热量损失也就少了。其次,膜本身也具有保温性,外面白色的是外膜,内部呈螺纹状的是内膜,中间还有保温层,这样对温度的隔离效果就比一般建筑更好。气膜建筑还具有天然的清洁性。由于室内处于正压状态,烟尘、灰尘都很难进入室内。“我这里都不怎么需要打扫的,门一开灰尘就完全压出去了,顶多就是清洁一下地面,你可以看到非常干净,完全没有灰。”该副总说。由于室内的空气完全靠电机设备通过风口吹进来,因此对空气的净化过滤也非常方便,只要在风道加装过滤装置就可以了。而普通建筑虽然也可以对室内空气进行过滤,但是实施起来费时费力,成本也高得多。

    气膜建筑的建造成本与传统的大型建筑相比更经济。传统结构建筑随着跨度的增加,单位面积建造成本会呈几何倍数增加。而气膜建筑具有大跨度、无梁柱的特点,最大可达120米,随着建筑跨度的增加,单位面积建造费用呈下降趋势,当超过30米跨度时,气膜建筑的建设成本可以比传统建筑降低50%以上。该副总说:“气膜建筑的成本优势也要看用在哪方面,与什么建筑相比,如果和传统体育馆比,成本还是低很多的。另外我们的工期非常短,所有部件在工厂里全部做完,拉到现场只要一个星期就能全部干完。”这让使用单位节省了大量的时间,还免除了工地嘈杂的漫长过程。

环保应用前景广阔
    气膜建筑在美国德克萨斯用于垃圾处理项目。此项目建筑成后,当地2000年的污染物气体排放总量同比1988年下降了97%,被德克萨斯州自然资源保护委员会(TNRCC)和当地政府授予了“杰出环保项目”奖。

    该副总介绍,我国的第一个气膜环保项目也将在2014年投入建设。为什么气膜建筑适合这种工业类的项目呢?首先是它的内部空间效果好,没有梁柱,不会影响机械的空间作业;其次是它的完全密闭性,可以将内部空气过滤后再排出;再次它还方便移动,可以一个地方用完再挪到另一个地方,节省成本。“气膜建筑特别适合类似于土壤修复、垃圾处理这样的作业。过去垃圾处理常用填埋的方法,垃圾填满后盖一层土,再往上填垃圾,再盖土,然后形成一座垃圾山,最后在垃圾山上植树绿化。但是有一个问题就是太臭了,污染空气、滋生蚊虫,并且在阳光照射下更益产生有害气体。而通过气膜建筑就可以完全在密闭的环境下操作,空气、污水过滤后再排放,把对周边的影响降到最小。”气膜建筑也很适合作为厂房使用,尤其对温度、适度、洁净度有特殊要求的工厂,可以对车间内的环境进行主动控制。此外,还有大型的仓库、粮仓也适合气膜建筑的用途。

    目前,世界上已经建成有上万个气膜建筑了,我国已有的气膜建筑在100个左右。气膜建筑可以应用的范围非常广阔,但是我国目前还是作为运动场馆的比较多,市场接受度也比较高。随着社会对环保的关注,企业经营过程中环保的成本要求越来越高,相信未来在工业领域,气膜建筑还有更广泛的应用。现在北京受雾霾影响深重,而雾霾形成的重要因素就是周边区域粉尘、废气的排放和扩散,对于露天作业的工厂、矿山来说,如果使用气膜建筑封闭作业,将会极大降低对环境的影响。“企业会受到经营成本的限制,气膜建筑在工业领域的应用要随着环保要求和成本的增加才能实现,而运动场馆的需求毕竟有限。”该副总说。

    2013年,该公司为和记黄埔在南京承建了气膜售楼中心。过去开发商的售楼中心常常使用无批文地块建设,在楼盘卖完后只能拆掉,动则千万的建设成本只能供短期使用,非常浪费。现在用气膜建筑做销售中心,未来即可以拆走再次使用,也可以保留,改为运动场馆或会所服务小区业主,是一个经济又时髦的选择。

    还有的气膜建筑建在了大厦的楼顶上,因为它靠向上的内部压强支起,完全不影响大厦原有的承重,因此在寸土寸金的城市中心,成为了向上找空间的绝佳案例。这个看起来像胖胖大气球的房子,用自己完全不同的特性征服着人们,它的用途只有你想不到,没有做不到!



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